Havet

Innføring

Planteplankton og næringssalter i havet

Planteplankton, eller fytoplankton (fyto = plante, planktos = å vandre), er encellete planter (alger) som lever i overflatevannet i havet. De fleste av dem driver bare med overflatestrømmene, men noen kan bevege seg litt på egenhånd også. De bruker sollys, karbondioksid (CO₂) og vann til å produsere organiske forbindelser som de bruker til mat og i oppbyggingen av cellene sine. Prosessen kalles fotosyntese. Et av ”avfallsstoffene” er oksygen, og dette gjør det mulig for dyr å leve på jorda. Planteplankton fjerner nesten like mye karbondioksid fra lufta som landplantene, og hjelper på den måten til med å regulere klimaet vårt.

1. I fotosyntese opptar det grønne pigmentet i plantene, klorofyllet, energi fra sola. Fotosyntese kan bare foregå i det vannlaget som ligger i havoverflaten, fordi prosessen krever energi fra sola. På det åpne hav er dette laget rundt 100 meter dypt, mens vannsøylen nedenfor kan være over 3000 meter. Noe av solenergien brukes til å spalte vannet til oksygen og hydrogen. Oksygenet trengs ikke, så det slippes ut av cellen igjen. Hydrogenet reagerer med karbondioksid og danner enkle organiske molekyler, som glukose, ved hjelp av mer solenergi. Dette er byggesteiner for større organiske forbindelser.

Planteplankton trenger også næringssalter for å vokse. De trenger salter fra mange forskjellige grunnstoffer. De to kritiske er nitrogen og fosfor, fordi de trengs i ganske store mengder, men finnes i små konsentrasjoner i sjøvann. Nitrogen og fosfor brukes til å lage proteiner, nukleinsyrer og andre molekyler som planteplanktonet trenger for å overleve og formere seg. Planteplanktonet trenger næringsstoffene i helt bestemte forhold. For hvert 106 karbonatom de omgjør til organisk materie, trengs 16 nitrogenatomer og 1 fosforatom. De fleste planktonalgene kan ikke bruke atmosfærisk nitrogengass (N₂) direkte, men trenger nitrogenforbindelser som nitrat (NO₃^-) og ammonium (NH₄⁺). Siden planktonalgene alltid har god tilgang på karbondioksid, vokser de helt til de har brukt opp alt tilgjengelig nitrogen eller fosfor. I mesteparten av havet er det nitrogenforbindelsene som først tar slutt. Veksten av planktonalger kalles derfor nitrogenbegrenset. I det østlige Middelhavet er det derimot begrenset med fosforforbindelser (fosfat), og her stanser veksten når planteplanktonet har brukt opp alt fosfatet, selv om det fortsatt er nitrogenforbindelser i vannet.

Næringssaltenes kilder

Næringssalter kommer naturlig fra forvitring av steiner og fra omforming av atmosfærisk nitrogengass (N₂) til nitrogenforbindelser som plantene kan bruke. Men menneskelig aktivitet har økt tilførselen av næringssalter dramatisk.

Fosfor

Planteplankton og andre planter bruker fosfat (PO₄^3-) som næringssalt. De viktigste menneskelige kildene til fosfatutslipp er vaskemidler og kloakk. Bedre kloakkbehandling og fosfatfrie vaskemidler har redusert tilførselen av fosfat til elver og hav.

Nitrogen

Nitrogenforbindelser i elver kommer stort sett fra intensiv landbruksaktivitet og skyldes overdreven bruk av nitratbasert gjødsel og pløying av jorda. Både nitrat og ammonium finnes i atmosfæren. Nitrat kommer fra høytemperaturforbrenning av nitrogen i bensinmotorer og fra varmekraftverk. Ammonium (NH₄⁺) kommer fra lagring og spredning av animalsk gjødsel. Begge disse nitrogenforbindelsene kommer med nedbør fra atmosfæren og havner i elver og hav.

Et annet viktig næringsstoff er silisium, som kommer av forvitring av steiner. Mangel på silisium forhindrer veksten av en spesiell type planteplankton, diatoméene, som bruker det til å lage skallene sine.

Hvis det er mangel på fosfor- eller nitrogenforbindelser stanser veksten av planteplankton. Er det mangel på silisium, vil planteplanktonet fortsette å vokse, men med en annen artssammensetning.

Spormetaller

Planteplanktonet trenger også svært små mengder av enkelte metaller, slik som jern, kobber, sink og kobolt. I store havområder er det ikke nok jern til at planteplanktonet kan vokse. Dette har stor betydning for klimaet, og dette forklares nærmere i kapitlet Oseaniske næringssalter i Les mer-delen.

Remineralisering

Planteplankton vokser raskt og lever bare omtrent en dag. Når cellene dør, blir de fleste spist av bakterier eller dyreplankton (ørsmå dyr) som omformer det organiske materialet tilbake til karbondioksid og forbruker oksygen. Næringsstoffene slippes ut i havet igjen. Denne prosessen kalles remineralisering og foregår først og fremst i overflatevann. Karbondioksidet går tilbake i lufta, eller tas opp av nytt planteplankton sammen med de frigitte næringssaltene og brukes i fotosyntese. Hvis dette skjer forandres ikke karbondioksidnivået i atmosfæren.

Hvis planteplanktonet synker ned fra overflaten og remineraliseres på havbunnen, blir næringssaltene og karbondioksidet derimot lagret i havdypet. Da kan ikke karbondioksidet komme tilbake til atmosfæren. Dette reduserer karbondioksidnivået i overflatevannet, og gjør at mer karbondioksid fra lufta kan tas opp i havet og hjelpe til å senke konsentrasjonen av atomsfærisk karbondioksid.

Karbondioksidet kommer først tilbake i lufta igjen når havsirkulasjonen gjør at dypvannet kommer opp til overflaten igjen. Denne prosessen tar rundt 1000 år. Dette kalles ”den biologiske pumpen” og forklares nærmere i kapitlet Havet og klimaet.

Rundt 15% av karbonet som tas opp i plantenes fotosyntese, lagres i havdypet. En veldig liten del av dette blir til sedimenter. En enda mindre del blir etterhvert til olje og kull. Ved å brenne fossilt brensel, slipper vi det lagrete karbonet tilbake rundt en million ganger fortere enn de naturlige biologiske syklusene gjør. Skoger og planteplankton klarer ikke å oppta  karbondioksid fort nok til å holde følge med de økende utslippene. Derfor har karbondioksidnivåene i atmosfæren økt dramatisk over de siste tiårene.

Om denne siden:
Forfatter: Lucinda Spokes - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - U.K.
Vitenskapelig kvalitetssikring: Prof. Tim Jickells - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - U.K. og Dr. Keith Weston - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - U.K.
Oversetting: Nicolai Steineger og Erik Steineger
sist oppdatert: 2003-10-16